[發明專利]柴油機排放的SCR冷起動加熱系統

有效

• 申請號: 200810085360.0
• 申請日: 2008-03-14
• 公開（公告）號: CN101265825A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: E·V·貢澤;M·J·小帕拉托爾;F·阿門特
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: F01N3/20
• 分類號: F01N3/20;F01N9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 彭武;廖凌玲

技術領域

本發明涉及排氣系統，更具體地是涉及與其相關的排放降低技術。

背景技術

本文提供的背景技術描述的主要目的是描述本發明的背景。背景技 術部分在一定程度上描述了目前指定的發明人的工作，并且描述的特征 并不限制為提交申請時的現有技術，這些描述既不明示也不暗示為與本 發明相反的現有技術。

使用汽車排氣系統來過濾和降低氮氧化物(NOx)排放。已經開發 了多種技術來降低NOx排放。這些技術包括使用催化劑的被動方式， 以及諸如電化學催化反應和光催化、等離子和激光技術等的主動方式。 例如，富燃發動機使用三元催化劑來降低NOx排放。三元催化劑一般 是沉積在穩定的氧化鋁載體上的貴金屬的組合物。三元催化劑與反饋系 統一起工作，該系統引導發動機混合在理想比例下的空氣和燃料。通過 控制發動機的空氣/燃料比，生成碳氫化合物(HC)和一氧化碳(CO) 從而將NOx和HC轉化二氧化碳、水、氫氣和/或氮氣。

三元催化劑是汽油機的常用NOx降低技術，該技術的NOx還原性 能在有氧氣的情況下會迅速惡化。因此，該技術在稀排氣下的NOx排 放控制中不起作用。控制稀燃發動機，如在過量氧氣下燃燒燃料的柴油 機的NOx排放的方法包括一氧化氮(NO)的催化分解裝置和選擇性催 化還原(SCR)裝置。

柴油機排氣中的NOx的分解需要高活化能并由此受到約束。因此， 必須有催化劑以降低該活化能從而有利于分解。已經用到多種催化劑來 分解NOx，包括貴金屬、金屬氧化物、沸石基催化劑和銅離子交換沸石。

盡管催化劑的使用有助于降低活化能，但是，當前柴油機在起動和 中等負荷運轉時傾向于呈現冷的排氣溫度。這延遲了SCR裝置的效能。 SCR裝置需要達到一個最低工作溫度以有效過濾NOx。通常，直到發動 機起動后幾分鐘SCR裝置才能有效凈化排氣。

發明內容

因此，提供一種排氣系統，該系統包括布置在發動機下游并且將熱 能引入發動機排氣中的加熱元件。選擇性催化還原(SCR)裝置布置在 加熱元件的下游并且過濾排氣中的氮氧化物(NOx)。控制模塊與加熱 元件通信并且根據SCR裝置的溫度激活該加熱元件。

在其它特征中，提供一種柴油機排氣系統，該系統包括布置在柴油 機下游并且將熱能引入柴油機排氣中的加熱元件。柴油機氧化催化劑位 于加熱元件的下游并且從排氣中清除碳氫化合物和一氧化碳中的至少 一者。選擇性催化還原(SCR)裝置布置在柴油機氧化催化劑的下游并 且過濾排氣中的氮氧化物(NOx)。控制模塊與加熱元件通信并且根據S CR裝置的溫度向該加熱元件供能。

在又一些特征中，提供一種操作排氣系統的方法，該方法包括產生 發動機起動信號。根據發動機起動信號激活布置在柴油機下游并且將熱 能引入柴油機排氣中的電加熱催化劑(EHC)。經由位于EHC下游的選 擇性催化還原(SCR)裝置對排氣系統中的氮氧化物(NOx)進行過濾。

從本文的描述將明顯看出更多的適用領域。應當理解，本描述和特 定例子只是起到示例的作用而不意圖限制本發明的范圍。

附圖說明

從詳細描述和附圖將能更充分理解本發明，其中：

圖1是根據本發明的一個實施例的結合了選擇性催化還原加熱系統 的典型柴油機系統的一個部分的原理框圖，該選擇性催化還原加熱系統 包括電加熱催化劑(EHC)和選擇性催化還原(SCR)裝置；

圖2是圖1所示典型柴油機系統的另一個部分的原理框圖；

圖3是根據本發明的一個實施例的放熱反應的熱流圖；和

圖4是邏輯流程圖，示出了根據本發明的另一個實施例的操作排氣 系統的方法。

具體實施方式

下列描述實際上只是舉例說明并且決不意圖限制本發明、其應用或 用途。為了清楚起見，附圖中用相同的附圖標記表示相同的元件。本文 所用的術語“模塊”是指專用集成電路(ASIC)、電子電路、執行一種 或多種軟件或固件程序的處理器(共享的、專用的或成組的)和存儲器、 組合邏輯電路、和/或其它的提供所述功能的適當部件。本文所用的語句 “A、B和C中的至少一個”應當解釋成意味著使用非“異或”的一個邏 輯(A或B或C)。應當理解成一個方法內的步驟可以按不同順序執行， 只要不改變本發明的原理。